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2008年北京市高考化学试卷(含解析版)
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这是一份2008年北京市高考化学试卷(含解析版),共24页。试卷主要包含了选择题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(6分)对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是( )
A.B.26M3+C.D.
2.(6分)1ml过氧化钠与2ml碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3D.Na2O2 NaOH Na3CO3
3.(6分)下列叙述正确的是( )
A.金属与盐溶液的反应都是置换反应
B.阴离子都只有还原性
C.与强酸、强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物
D.分子晶体中都存在范德华力,可能不存在共价键
4.(6分)下列各组物质的无色溶液,不用其它试剂即可鉴别的是( )
①KOH、Na2SO4、AlCl3
②NaHCO3、Ba(OH)2、H2SO4
③HCl、NaAlO2、NaHSO4
④Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2.
A.①②B.②③C.①③④D.①②④
5.(6分)X、Y均为元素周期表中前20号元素,其简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是( )
A.由mXa+与nYb﹣,得m+a=n﹣b
B.X2﹣的还原性一定大于Y﹣
C.X、Y一定不是同周期元素
D.若X的原子半径大于Y,则气态氢化物的稳定性HmX一定大于HnY
6.(6分)下列叙述正确的是( )
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,c(SO42﹣)>c(NH4+)
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊试液呈红色
D.向0.1ml/L的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
7.(6分)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)⇌Si(s)+4HCl(g)△H=+QkJ/ml(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行上述反应,下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 ml,则达平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 ml/L,则H2的反应速率为0.03 ml/(L•min)
D.反应吸收0.025Q kJ热量时,生成的HCl通入100 mL 1 ml/L的NaOH溶液中恰好完全反应
二、解答题(共4小题,满分60分)
8.(16分)菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料,是化合物甲与苯氧乙酸发生化学反应的产物.
(1)5.8g甲完全燃烧可产生0.3ml CO2和0.3ml H2O,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是 .
(2)苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且有2种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意2种的结构简式) , .
(3)已知:
菠萝酯的合成路线如下:
①试剂X不可选用的是 (选填字母).
a.CH3COONa溶液 b.NaOH溶液
c.NaHCO3溶液 d.Na2CO3溶液
②丙的结构简式是 ,反应II的反应类型是 .
③反应Ⅳ的化学方程式是 .
9.(13分)常状况下,X、Y和Z是三种气态单质.X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素(稀有气体元素除外);Y和Z均由元素R组成,反应Y+2I﹣+2H+═I2+Z+H2O常作为Y的滴定反应.
(1)Y与Z的关系是(选填字母) .
a.同位素 b.同系物 c.同素异形体 d.同分异构体
(2)将Y和二氧化硫分别通入品红溶液,都能使品红褪色.简述用褪色的溶液区别二者的实验方法 .
(3)举出实例说明X的氧化性比硫单质的氧化性强(用化学方程式表示). .
(4)气体(CN)2与X化学性质相似,也能与H2反应生成HCN(其水溶液是一种酸).
①HCN分子中含有4个共价键,其结构式是 .
②KCN溶液显碱性,原因是(用离子方程式表示) .
(5)加热条件下,足量的Z与某金属M的盐MCR3(C为碳元素)完全反应生成CR2和MmRn(m、n均为正整数).若CR2质量为ω1g,MmRn质量为ω2g,M的相对原子质量为a,则MmRn中m:n= (用含ω1、ω2和a的代数式表示).
10.(17分)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,X有5个原子核。通常状况下,W为无色液体。
已知:X+YZ+W
(1)Y的电子式是 。
(2)液态Z和W的电离相似,都可电离出电子数相同的两种离子,液态Z的电离方程式是 。
(3)用图1所示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作:
a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。
b.关闭止水夹,点燃红磷,伸入瓶中,塞好胶塞。
c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向烧杯中滴入少量稀硝酸。
①步骤c后还缺少的一步主要操作是 。
②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是 。
③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是 ,反应的离子方程式是 。
(4)一定温度下,将1ml N2O4置于密闭容器中,保持压强不变,升高温度至T1的过程中,气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色。若保持T2,增大压强,气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图2所示。
①温度在T1﹣T2之间,反应的化学方程式是 。
②温度在T2﹣T3之间,气体的平均相对分子质量是(保留1位小数) 。
11.(14分)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去)
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成.取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式) .
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是 .
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是 .
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号) .
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成.当消耗2ml I﹣时,共转移3ml电子,该反应的离子方程式是 .
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应.若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) .
2008年北京市高考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共7小题,每小题6分,满分42分)
1.(6分)对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是( )
A.B.26M3+C.D.
【考点】41:常见元素的名称、符号、离子符号;D6:水的电离.
【专题】51G:电离平衡与溶液的pH专题.
【分析】依据水的电离是一电离平衡,根据影响因素来进行判断,影响因素有温度、酸、碱、盐等,加热促进电离;加酸、加碱抑制水的电离;能水解的盐促进水的电离;
【解答】解:A、微粒表示的是酸水溶液中抑制水的电离,故A不符合;
B、离子符号表示的是三价铁离子,水溶液中能水解,促进水的电离,故B不符合;
C、离子结构示意图表示的是氯离子,对水的电离无影响,故C符合;
D、结构式表示的是醋酸根离子,水溶液中能水解,促进水的电离,故D不符合;
故选:C。
【点评】本题考查了对水的电离的影响因素,主要是根据微粒的几种表示式来判断微粒的性质,确认对水的电离的影响.
2.(6分)1ml过氧化钠与2ml碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3D.Na2O2 NaOH Na3CO3
【考点】GF:钠的重要化合物.
【专题】526:金属概论与碱元素.
【分析】碳酸氢钠不稳定,加热易分解,发生2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,与过氧化钠可能发生2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,结合物质的物质的量解答。
【解答】解:根据反应式:2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;根据计量关系,可知2ml NaHCO3生成CO2和H2O各1ml,Na2O2只有1ml,故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2,气体排出后,只剩余Na2CO3。
故选:A。
【点评】本题考查过氧化钠与碳酸氢钠的性质及相关的化学反应,对于这类物质之间相互反应的题目,首先必须牢牢把握住物质的性质以及相互之间的反应,对于化学反应方程式应该“了如指掌”,注意把握相关物质的性质。
3.(6分)下列叙述正确的是( )
A.金属与盐溶液的反应都是置换反应
B.阴离子都只有还原性
C.与强酸、强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物
D.分子晶体中都存在范德华力,可能不存在共价键
【考点】A6:不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;GR:常见金属元素的单质及其化合物的综合应用.
【专题】51D:化学键与晶体结构;527:几种重要的金属及其化合物.
【分析】A、根据活泼金属和盐之间的反应规律来回答判断;
B、阴离子并不一定都具有还原性,如氢氧根离子性质稳定,有的阴离子具有氧化性;
C、与强酸、强碱都反应的物质:两性氧化物、两性氢氧化物,氨基酸、碳酸氢盐等;
D、分子晶体中都存在范德华力,但是稀有气体分子中无化学键.
【解答】解:A、活泼金属钠和盐之间的反应规律:先是和水反应生成氢氧化钠和氢气,金属钠不会和盐之间直接反应,故A错误;
B、阴离子并不一定都具有还原性,有的阴离子具有氧化性,如次氯酸根离子,故B错误;
C、与强酸、强碱都反应的物质:两性氧化物、两性氢氧化物,氨基酸、碳酸氢盐等,故C错误;
D、分子晶体中都存在范德华力,但是稀有气体分子中无化学键,所以分子晶体中可能不存在共价键,故D正确。
故选:D。
【点评】本题涉及元素以及化合物的性质以及分子间作用力等方面知识,可以根据所学知识来回答,难度不大.
4.(6分)下列各组物质的无色溶液,不用其它试剂即可鉴别的是( )
①KOH、Na2SO4、AlCl3
②NaHCO3、Ba(OH)2、H2SO4
③HCl、NaAlO2、NaHSO4
④Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2.
A.①②B.②③C.①③④D.①②④
【考点】PS:物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用.
【专题】542:化学实验基本操作.
【分析】①Na2SO4与其它两种物质均不反应,KOH与AlCl3互滴,现象不同,可以鉴别;
②Ba(OH)2与其它两种物质反应均生成沉淀,先判断出Ba(OH)2,Ba(OH)2与一物质生成沉淀后,用其沉淀与另一种物质反应,若有气体放出,原沉淀为碳酸钡,所加的物质为硫酸;若无气体放出,则原沉淀为硫酸钡;
③NaAlO2与其它两种物质反应的现象相同;
④Na2CO3与其它两种物质反应的现象相同.
【解答】解:①Na2SO4与其它两种物质均不反应,KOH与AlCl3互滴,一是先生成沉淀后溶解,一是沉淀立即消失,之后沉淀不再消失,现象不同,可以鉴别,故①选;
②Ba(OH)2与其它两种物质反应均生成沉淀,先判断出Ba(OH)2,Ba(OH)2与一物质生成沉淀后,用其沉淀与另一种物质反应,若有气体放出,原沉淀为碳酸钡,所加的物质为硫酸;若无气体放出,则原沉淀为硫酸钡,因此可以鉴别三种物质,故②选;
③NaAlO2与其它两种物质反应的现象相同,均为先生成沉淀后沉淀消耗,不能鉴别HCl、NaHSO4,故③不选;
④Na2CO3与其它两种物质反应的现象相同,均生成白色沉淀,三种物质中只能鉴别出Na2CO3,故④不选;
故选:A。
【点评】本题考查物质的鉴别,明确物质的性质是解答本题的关键,注意现象相同时不能鉴别,侧重物质之间的反应的考查,题目难度不大.
5.(6分)X、Y均为元素周期表中前20号元素,其简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是( )
A.由mXa+与nYb﹣,得m+a=n﹣b
B.X2﹣的还原性一定大于Y﹣
C.X、Y一定不是同周期元素
D.若X的原子半径大于Y,则气态氢化物的稳定性HmX一定大于HnY
【考点】8F:原子结构与元素周期律的关系.
【专题】51C:元素周期律与元素周期表专题.
【分析】A.简单离子的电子层结构相同,则核外电子数相同;
B.简单离子的电子层结构相同,X、Y位于同周期,为非金属元素,原子序数越大的非金属性强,对应离子的还原性弱;
C.简单离子的电子层结构相同,X、Y均为阴离子、或均为阳离子在同一周期,否则不在同一周期;
D.简单离子的电子层结构相同,X的原子半径大于Y,X可能为金属.
【解答】解:A.由mXa+与nYb﹣,离子的电子层结构相同,则核外电子数相同,所以m﹣a=n+b,故A错误;
B.简单离子的电子层结构相同,X、Y位于同周期,为非金属元素,Y的原子序数大,则X2﹣的还原性一定大于Y﹣,故B正确;
C.简单离子的电子层结构相同,X、Y均为阴离子、或均为阳离子在同一周期,若一个为阳离子一个为阴离子,则一定不在同一周期,故C错误;
D.简单离子的电子层结构相同,X的原子半径大于Y,X可能为金属,则不存在气态氢化物,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查具有相同电子层结构的离子,明确X、Y可能为阴离子、阳离子及相对位置是解答本题的关键,题目难度不大.
6.(6分)下列叙述正确的是( )
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,c(SO42﹣)>c(NH4+)
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊试液呈红色
D.向0.1ml/L的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
【考点】DO:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.
【分析】A、根据溶液呈电中性,即溶液中阴阳离子所带电量相等判断硫酸根离子和铵根离子的关系;
B、醋酸的浓度与醋酸溶液中的氢离子浓度不等;
C、醋酸是弱电解质,醋酸的浓度远远大于氢离子浓度,根据酸碱混合后溶液的酸碱性判断石蕊试液的颜色;
D、根据硫酸铵对氨水电离平衡的影响分析判断。
【解答】解:A、将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度;溶液呈电中性,所以阴阳离子所带电量相等,所以2c(SO42﹣)=c(NH4+),故A错误;
B、醋酸是弱电解质,在水溶液中只有部分电离,所以醋酸的浓度大于氢离子浓度;两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1的两种醋酸溶液中氢离子浓度之比=10:1,当两种酸的电离度相同时,则c1=10c2,实际上,两种酸的浓度不等,且浓度越大,酸的电离度越小,所以两种酸的浓度关系为c1>10c2,故B错误;
C、pH=11的NaOH溶液的C(NaOH)=10﹣3 ml/L,pH=3醋酸溶液的c(CH3COOH)>10﹣3 ml/L,等体积的两种溶液n(CH3COOH)>n(NaOH),醋酸有剩余,但CH3COOH大于CH3COO﹣水解程度,则等体积混合后溶液呈酸性,所以向混合液中滴入石蕊试液呈红色,故C正确;
D、氨水的电离方程式为:NH3.H2O⇌NH4++OH﹣,当向氨水中加入硫酸铵时,硫酸铵中含有铵根离子,导致氨水的电离平衡向逆反应方向移动,溶液中氢氧根离子浓度降低,氨水的浓度增大,则溶液中减小,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查酸碱混合后溶液中的离子的关系及弱电解质的电离,明确酸、碱的强弱是解答本题的关键,注意弱电解质的特点。
7.(6分)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)⇌Si(s)+4HCl(g)△H=+QkJ/ml(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行上述反应,下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 ml,则达平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 ml/L,则H2的反应速率为0.03 ml/(L•min)
D.反应吸收0.025Q kJ热量时,生成的HCl通入100 mL 1 ml/L的NaOH溶液中恰好完全反应
【考点】BB:反应热和焓变;CB:化学平衡的影响因素.
【专题】51E:化学平衡专题.
【分析】A.增大平衡向气体体积减小的方向移动,据此判断;
B.该反应为可逆反应,1mlSiCl4不能完全转化,结合热化学方程式判断;
C.根据v=计算v(HCl),利用速率之比等于化学计量数之比计算判断;
D.根据反应吸收的热量计算生成的HCl的物质的量,据此判断.
【解答】解:A.从方程式可以看出,反应物气体的计量数之和小于生成物气体的计量数之和,则增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小,故A错误;
B.该反应为可逆反应,1mlSiCl4不能完全转化,达平衡时,吸收热量小于QkJ,故B错误;
C.反应至4min时,若HCl浓度为0.12ml/L,则v(HCl)==0.03ml/(L•min),根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=×v(HCl)=×0.03ml/(L•min)=0.015ml/(L•min),故C错误;
D.由方程式可知,当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成HCl的物质的量为:=0.1ml,100mL1ml/L的NaOH的物质的量为0.1L×1ml/L=0.1ml,二者物质的量相等,恰好反应,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查较为综合,涉及反应热的计算、化学反应速率、化学平衡等问题,题目难度中等,注意反应的可逆性.
二、解答题(共4小题,满分60分)
8.(16分)菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料,是化合物甲与苯氧乙酸发生化学反应的产物.
(1)5.8g甲完全燃烧可产生0.3ml CO2和0.3ml H2O,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是 CH2=CH﹣CH2﹣OH .
(2)苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且有2种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意2种的结构简式) , .
(3)已知:
菠萝酯的合成路线如下:
①试剂X不可选用的是 ac (选填字母).
a.CH3COONa溶液 b.NaOH溶液 c.NaHCO3溶液 d.Na2CO3溶液
②丙的结构简式是 ClCH2COOH ,反应II的反应类型是 取代反应 .
③反应Ⅳ的化学方程式是 .
【考点】HB:有机物的推断.
【专题】534:有机物的化学性质及推断.
【分析】(1)由题意可知,甲中含有羟基,甲蒸气对氢气的相对密度是29,相同条件下的气体密度之比等于其相对分子质量之比,所以甲的相对分子质量为58,根据n=计算5.8g甲的物质的量,根据质量守恒计算参加反应的氧气的质量,根据原子守恒计算甲分子中C、H原子数目,判断甲是否含有氧元素,比较计算甲分子中氧原子数目,据此确定甲的分子式,结合甲的结构特点确定其结构简式;
(2)能与FeCl3溶液发生显色反应说明含有酚羟基,且有2种一硝基取代物,苯环上有2个不同取代基且处于对位位置符合,据此写出其结构简式;
(3)苯酚和氢氧化钠或钠反应生成苯酚钠,催化剂条件下,乙和氯气反应生成丙,丙和苯酚钠反应生成,结合反应信息可知,丙是ClCH2COOH,故乙为乙酸,CH2=CH﹣CH2﹣OH和发生酯化反应生成菠萝酯.
【解答】解:(1)由题意可知,甲中含有羟基,甲蒸气对氢气的相对密度是29,相同条件下的气体密度之比等于其相对分子质量之比,所以甲的相对分子质量为58,5.8g甲的物质的量==0.1ml,
质量守恒可知,参加反应的氧气的质量=0.3ml×44g/ml+0.3ml×18g/ml﹣5.8g=12.8g,氧气物质的量==0.4ml,
根据氧原子守恒,可知5.8g甲中n(O)=0.3ml×2+0.3ml﹣0.4ml×2=0.1ml,
根据原子守恒可知,甲分子中N(C)==3、N(H)==6、N(O)==1,
故甲的分子式为C3H6O,甲分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是CH2=CH﹣CH2﹣OH,
故答案为:CH2=CH﹣CH2﹣OH;
(2)能与FeCl3溶液发生显色反应说明含有酚羟基,且有2种一硝基取代物,说明苯环上有2个取代基且处于对位位置,所以其同分异构体是、、,
故答案为:、等;
(3)苯酚和氢氧化钠或钠反应生成苯酚钠,催化剂条件下,乙和氯气反应生成丙,丙和苯酚钠反应生成,结合反应信息可知,丙是ClCH2COOH,故乙为乙酸,CH2=CH﹣CH2﹣OH和发生酯化反应生成菠萝酯,
①苯酚具有酸性但酸性弱于醋酸、碳酸,所以苯酚能和钠、氢氧化钠反应生成苯酚钠,不能和醋酸钠、碳酸氢钠反应,故选:ac;
②通过以上分析知,其结构简式为:ClCH2COOH,反应Ⅱ属于取代反应,
故答案为:ClCH2COOH;取代反应;
③在催化剂、加热条件下,CH2=CH﹣CH2﹣OH和发生酯化反应生成菠萝酯,反应方程式为:,
故答案为:.
【点评】本题考查有机物的推断,需要学生对给予的信息进行利用,较好的考查学生的阅读能力、自学能力,题目难度中等,(3)注意根据有机物的结构与反应信息确定丙的结构突破口,答题时注意把握题给信息,注意养成仔细审题的良好习惯.
9.(13分)常状况下,X、Y和Z是三种气态单质.X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素(稀有气体元素除外);Y和Z均由元素R组成,反应Y+2I﹣+2H+═I2+Z+H2O常作为Y的滴定反应.
(1)Y与Z的关系是(选填字母) c .
a.同位素 b.同系物 c.同素异形体 d.同分异构体
(2)将Y和二氧化硫分别通入品红溶液,都能使品红褪色.简述用褪色的溶液区别二者的实验方法 加热褪色后的溶液,若溶液恢复红色,则原通入气体为SO2;若溶液不变红,则原通入气体是O3 .
(3)举出实例说明X的氧化性比硫单质的氧化性强(用化学方程式表示). 2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS .
(4)气体(CN)2与X化学性质相似,也能与H2反应生成HCN(其水溶液是一种酸).
①HCN分子中含有4个共价键,其结构式是 H﹣C≡N .
②KCN溶液显碱性,原因是(用离子方程式表示) CN﹣+H2O⇌HCN+OH﹣ .
(5)加热条件下,足量的Z与某金属M的盐MCR3(C为碳元素)完全反应生成CR2和MmRn(m、n均为正整数).若CR2质量为ω1g,MmRn质量为ω2g,M的相对原子质量为a,则MmRn中m:n= 16ω1:(44ω2﹣aω1) (用含ω1、ω2和a的代数式表示).
【考点】8J:位置结构性质的相互关系应用;98:判断简单分子或离子的构型;B1:氧化还原反应.
【专题】51C:元素周期律与元素周期表专题.
【分析】常状况下,X、Y和Z是三种气态单质.X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素(稀有气体元素除外),则X为Cl2;Y和Z均由元素R组成,二者互为同素异形体,反应Y+2I﹣+2H+═I2+Z+H2O常作为Y的滴定反应,由元素守恒可知,Y、Z为氧元素单质,则Y为O3、Z为O2,R为氧元素,
(1)O3、O2都由氧元素形成的结构不同的单质,互为同位素;
(2)二氧化硫使品红溶液褪色,生成不稳定的无色物质,受热容易分解又恢复红色,臭氧具有强氧化性,将品红氧化使其褪色,不能恢复红色.
(3)可以利用与变价金属反应或氯气置换硫单质说明氯气的氧化性更强;
(4)气体(CN)2与Cl2化学性质相似,能与H2反应生成HCN(其水溶液是一种酸,则HCN中为H﹣CN形式,HCN含有4个共价键,则C与N原子之间形成三键;CN﹣水解使KCN溶液显碱性;
(5)由盐MCO3(C为碳元素)化学式,根据原子数守恒可知,CO2中C原子与MmRn中M原子的物质的量之比为1:1,据此解答.
【解答】解:常状况下,X、Y和Z是三种气态单质.X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素(稀有气体元素除外),则X为Cl2;Y和Z均由元素R组成,二者互为同素异形体,反应Y+2I﹣+2H+═I2+Z+H2O常作为Y的滴定反应,由元素守恒可知,Y、Z为氧元素单质,则Y为O3、Z为O2,R为氧元素,
(1)Y为O3、Z为O2,由氧元素形成的结构不同的单质,二者核外同素异形体,故选:c;
(2)加热褪色后的溶液,若溶液恢复红色,则原通入气体为SO2;若溶液不变红,则原通入气体是O3,
故答案为:加热褪色后的溶液,若溶液恢复红色,则原通入气体为SO2;若溶液不变红,则原通入气体是O3;
(3)利用与变价金属反应说明氯气的氧化性更强,反应方程式为:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,
故答案为:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS
(4)①气体(CN)2与Cl2化学性质相似,能与H2反应生成HCN(其水溶液是一种酸,则HCN中为H﹣CN形式,HCN含有4个共价键,则C与N原子之间形成三键,故HCN的结构式为H﹣C≡N,故答案为:H﹣C≡N;
②CN﹣水解CN﹣+H2O⇌HCN+OH﹣,破坏水的电离平衡,使KCN溶液显碱性,故答案为:CN﹣+H2O⇌HCN+OH﹣;
(5)由盐MCO3(C为碳元素)化学式,根据原子数守恒可知,CO2中C原子与MmOn中M原子的物质的量之比为1:1,则=m×,整理得m:n=16ω1:(44ω2﹣aω1),
故答案为:16ω1:(44ω2﹣aω1).
【点评】本题考查物质推断、漂白原理、盐类水解、氧化性比较、信息迁移及化学计算等,(5)注意利用原子守恒进行计算,难度中等.
10.(17分)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,X有5个原子核。通常状况下,W为无色液体。
已知:X+YZ+W
(1)Y的电子式是 。
(2)液态Z和W的电离相似,都可电离出电子数相同的两种离子,液态Z的电离方程式是 2NH3(l)⇌NH2﹣+NH4+ 。
(3)用图1所示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作:
a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。
b.关闭止水夹,点燃红磷,伸入瓶中,塞好胶塞。
c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向烧杯中滴入少量稀硝酸。
①步骤c后还缺少的一步主要操作是 打开止水夹,通入少量氧气 。
②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是 P2O5+6OH﹣=2PO43﹣+3H2O 。
③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是 Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色 ,反应的离子方程式是 3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O 。
(4)一定温度下,将1ml N2O4置于密闭容器中,保持压强不变,升高温度至T1的过程中,气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色。若保持T2,增大压强,气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图2所示。
①温度在T1﹣T2之间,反应的化学方程式是 2NO2⇌2NO+O2 。
②温度在T2﹣T3之间,气体的平均相对分子质量是(保留1位小数) 30.7 。
【考点】8J:位置结构性质的相互关系应用.
【专题】51C:元素周期律与元素周期表专题;51E:化学平衡专题.
【分析】(1)(2)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,考虑为10电子微粒,通常状况下,W为无色液体判断为H2O;X有5个原子核,发生反应X+YZ+W,饮食NH4++OH﹣=NH3↑+H2O,推断X为NH4+、Y为OH﹣、Z为NH3;
(3)装置用来制备NO并验证其还原性,先制备无氧气操作状态下制得的NO,为了更好的验证一氧化氮气体的还原性,白磷燃烧消耗掉氧气,氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳和生成的五氧化二磷,再滴入硝酸和铜反应生成一氧化氮无色气体;验证一氧化氮的还原性可以打开止水夹使空气进入到广口瓶,一氧化氮遇到氧气会被氧化为二氧化氮;
(4)①温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色,且混合气体总的物质的量增大,说明NO2发生分解反应,应生成NO与O2;
②温度在T2﹣T3之间处于平衡状态,平衡时混合气体总的物质的量为3ml,根据起始加入1mlN2O4计算混合气体总质量,计算混合气体的平均摩尔质量确定平均相对分子质量。
【解答】解:(1)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,考虑为10电子微粒,通常状况下,W为无色液体判断为H2O;X有5个原子核,发生反应X+YZ+W,饮食NH4++OH﹣=NH3↑+H2O,推断X为NH4+、Y为OH﹣、Z为NH3,Y的电子式为,故答案为:;
(2)液态Z为NH3与W为H2O的电离相似,都可电离出电子数相同的两种离子,液态NH3的电离方程式是2NH3(l)⇌NH2﹣+NH4+;故答案为:2NH3(l)⇌NH2﹣+NH4+;
(3)装置用来制备NO并验证其还原性,先制备无氧气操作状态下制得的NO,为了更好的验证一氧化氮气体的还原性,白磷燃烧消耗掉氧气,氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳和生成的五氧化二磷,再滴入硝酸和铜反应生成一氧化氮无色气体;验证一氧化氮的还原性可以打开止水夹使空气进入到广口瓶,一氧化氮遇到氧气会被氧化为二氧化氮,
①由上述分析可知,步骤c后还缺少的一步主要操作是:打开止水夹,通入少量氧气,故答案为:打开止水夹,通入少量氧气;
②红磷充分燃烧的产物为P2O5,与NaOH溶液反应的离子方程式是P2O5+6OH﹣=2PO43﹣+3H2O,故答案为:P2O5+6OH﹣=2PO43﹣+3H2O;
③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中,发生反应为3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O,现象是:Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色,
故答案为:Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色;3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)①温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色,且混合气体总的物质的量增大,说明NO2发生分解反应,应生成NO与O2,方程式为:2NO2⇌2NO+O2,
故答案为:2NO2⇌2NO+O2;
②温度在T2﹣T3之间处于平衡状态,平衡时混合气体总的物质的量为3ml,起始加入1mlN2O4,故平衡混合气体总质量=1ml×92g/ml=92g,混合气体的平均摩尔质量==30.7g/ml,故混合气体的平均相对分子质量为30.7,故答案为:30.7。
【点评】本题考查无机物推断、化学实验、化学平衡等,注意一氧化氮的制备应在没有氧气条件下进行,(4)中方程式的书写为易错点,学生容易认为NO2转化为N2O4,忽略混合气体物质的量增大。
11.(14分)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去)
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成.取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式) Al .
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O .
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是 NO、CO2 .
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号) Cu2+、Fe3+、H+ .
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成.当消耗2ml I﹣时,共转移3ml电子,该反应的离子方程式是 2Fe2++3H2O2+4I﹣=2Fe(OH)3↓+2I2 .
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应.若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) CuO、C;CuO、C、Fe2O3 .
【考点】GN:铁的氧化物和氢氧化物;PL:几组未知物的检验.
【专题】16:压轴题;527:几种重要的金属及其化合物.
【分析】能与Fe2O3、Fe、CuO、C、Al物质反应产生两种气体的浓酸不可能是浓盐酸;如果是浓硫酸,可以与Fe、C、Al单质发生氧化还原反应,浓硫酸被还原为SO2,C被氧化为CO2,Fe和Al被氧化为Fe3+和Al3+;如果是浓硝酸,则两种气体是CO2和NO2,其变化与加浓硫酸的反应相同.无论是那种浓酸均可以使两种氧化物Fe2O3、CuO转化为对应的盐.
(1)无论加什么浓酸(硫酸和硝酸),溶液X中都可能含有Fe3+、Cu2+、Al3+三种金属阳离子.向溶液X中加入过量的NaOH溶液,可转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀析出,如果有Al3+,则可转化为ALO2﹣离子,如果上层清液,通入CO2后,会发生反应,产生白色沉淀Al(OH)3.
(2)①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则z为CO2,两种气体中一种与NaHCO3溶液生成CO2,应为SO2,则浓酸为浓硫酸.
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则其中一种为NO2,气体Z为NO、CO2化合物,则浓酸为浓硝酸.
(3)向溶液X中加过量Fe粉,得Y溶液和两种固体,且一种固体为红色(Cu),另一种就是过量的Fe粉.
向Y溶液中通入过量氯气,并不断搅拌,会发生如下反应:Cl2+2Fe2+=2Cl﹣+2Fe3+ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cl2+H2O=HCl+HClO,充分反应后,溶液中的阳离子是:Cu2+、Fe3+、H+.
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成.说明产物有I2和Fe(OH)3,H2O2作氧化剂,I﹣、Fe2+共同还原H2O2.当消耗2 ml I﹣时,共转移3 ml电子,转移3 ml电子其中2 ml 来自I﹣,另外1 ml电子来自Fe2+.即氧化的I﹣与Fe2+之比是2:1,需要H2O2再提供3ml电子.
(5)由前几问知,样品中一定没有Al,一定有CuO和C,不能确定是否有Fe和Fe2O3,加入足量稀硫酸后一定不产生Cu,那么排除Fe,Fe2O3有没有不一定.
【解答】解:(1)无论加什么浓酸(硫酸和硝酸),溶液X中都可能含有Fe3+、Cu2+、Al3+三种金属阳离子.向溶液X中加入过量的NaOH溶液,可转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀析出,如果有Al3+,则可转化为ALO2﹣离子,如果上层清液,通入CO2后,会发生反应AlO2﹣+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3﹣,产生白色沉淀Al(OH)3,所以,可以肯定溶液X中没有AlO2﹣,样品中没有Al.
故答案为:Al.
(2)①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则z为CO2,两种气体中一种与NaHCO3溶液生成CO2,应为SO2,则浓酸为浓硫酸.反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O.
故答案为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O.
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则其中一种为NO2,气体Z为NO、CO2化合物,则浓酸为浓硝酸.
故答案为:NO、CO2
(3)向溶液X中加过量Fe粉,得Y溶液和两种固体,且一种固体为红色(Cu),另一种就是过量的Fe粉,这个过程发生了置换反应:Cu2++Fe=Cu+Fe2+,向Y溶液中通入过量氯气,并不断搅拌,会发生如下反应:Cl2+2Fe2+=2Cl﹣+2Fe3+,2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,Cl2+H2O=HCl+HClO,充分反应后,溶液中的阳离子是:Cu2+、Fe3+、H+(特别注意没有了Fe2+).
故答案为:Cu2+、Fe3+、H+.
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成.I﹣、Fe2+共同还原H2O2.当消耗2 ml I﹣时,共转移3 ml电子,转移3 ml电子其中2 ml 来自I﹣,另外1 ml电子来自Fe2+.即氧化的I﹣与Fe2+之比是2:1,需要H2O2再提供3ml电子.这反应方程式:2Fe2++3H2O2+4I﹣=2Fe(OH)3↓+2I2.
故答案为:2Fe2++3H2O2+4I﹣=2Fe(OH)3↓+2I2.
(5)根据前面分析可知,样品中一定没有Al,一定有CuO和C,不能确定是否有Fe和Fe2O3,加入足量稀硫酸后一定不产生Cu,那么排除Fe,符合整个设问的组合只有两种为:CuO、C;CuO、C、Fe2O3.
故答案为:CuO、C;CuO、C、Fe2O3.
【点评】无机推断题为主体的综合题,主要考查金属单质、金属氧化物、非金属单质的性质.本题综合性强,涉及知识面广,难度较大.
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